Нанотрубки способны повысить потенциал осмотических электростанций

В ноябре 2009 года норвежская государственная электрическая компания Starkraft построила первую в мире осмотическую электростанцию-прототип, которая генерирует электроэнергию из разницы в концентрации соли между речной и морской водой. Несмотря на исключительную экологическую чистоту такого источника энергии, его коммерческое использование ограничено из-за низких генерируемых мощностей. В частности, норвежская электростанция, например, имеет мощность всего около 4 кВт. Теперь исследователи обнаружили новый способ использования осмотической энергии, в котором применяются, естественно, нанотехнологии. Разработчики утверждают, что их метод позволил бы с одного квадратного метра наномембраны получать те же 4 кВт, то есть как вся установка Starkraft.

Нанотрубки способны повысить потенциал осмотических электростанций
Нанотрубки способны повысить потенциал осмотических электростанций

В глобальном масштабе, используя осмотический эффект всех рек планеты, в год можно получать в районе от 1600 до 1700 млрд. кВт-ч. При этом электричество получается в результате использования осмотических явлений, которые происходят в результате контакта резервуара пресной воды с резервуаром соленой воды с помощью особого вида полупроницаемой мембраны. Сегодня используются два метода: либо используется осмотический перепад давления между дввумя резервуарами, который вращает турбины, либо с помощью мембраны, которая позволяет пропускать только ионы для получения электрического тока.

Электростанция Starkraft использует первый метод, когда с одного метра полимидной мембраны производится до 1 Вт. Однако, группа французских физиков разработала экспериментальное устройство, которое, как они утверждают, работает в 1000 раз эффективнее, чем все известные осмотические системы.

В экспериментальном устройстве команда ученых использует второй метод, когда используется непроницаемая и электроизоляционная мембрана, которая имеет одно отверстие. В это отверстие исследователи помещали нанотрубки из нитрида бора с внешним диаметром в несколько десятков нанометров. Такую мембрану поместили в резервуар между соленой и пресной водой. Ученые измерили электрический ток, проходящий через мембрану с помощью двух электродов, погруженных в жидкость по обе стороны нанотрубки. Результаты показали, что устройство было в состоянии генерировать электрический заряд через нанотрубки порядка одного наноАмпера. Исследователи утверждают, что это в 1000 раз превышает другие известные методами для использования осмотической энергии.

Экстраполируя результаты своей работы в более широком масштабе, разработчики утверждают, что один квадратный метр мембраны с нанотрубками будет иметь мощность около 4 кВт и генерировать до 30 МВт-ч в год, что на три порядка больше, чем у существующей осмотической электростанции в Норвегии.

Ученые планируют наладить производство мембран с нанотрубками из нитрида бора и протестировать производительность нанотрубок из других материалов.

Похожие новости

оставлено коментариев